近场声全息分辨率增强：正交球面波插值方法

"基于正交球面波插值的近场声全息分辨率增强方法" 本文主要探讨了一种创新的近场声全息(Nearfield Acoustic Holography, NAH)技术，该技术旨在提升近场声全息图像的分辨率，特别是在不增加测量点数的情况下。作者徐亮、毕传兴、陈心昭和陈剑来自合肥工业大学噪声振动工程研究所和安徽省汽车NVH与可靠性重点实验室。他们提出了一种基于正交球面波插值的方法，这种方法遵循Helmholtz方程的声学原理，利用不同阶次的球面波源进行声场的叠加拟合。 Helmholtz方程是描述波动现象的基本方程，特别适用于声学问题，它能够反映声波在空间中的传播特性。在近场声全息中，由于倏逝波包含丰富的声源信息，因此提高分辨率的关键在于有效地捕捉和处理这些高频成分。传统的NAH技术受限于测量间隔，导致倏逝波信息的损失，从而影响图像分辨率。 为解决这个问题，作者提出通过正交球面波插值来等效增加全息面上的声压数据，减小理论上的测量间隔。这种插值方法可以恢复因实际测量间隔较大而丢失的部分倏逝波信息，从而提高近场声全息图像的分辨率。通过数值仿真，他们证明了这种方法的有效性，能够显著提升图像细节的表现力。 近场声全息技术因其在噪声源识别和定位方面的高精度，被广泛应用在机械故障诊断和噪声控制领域。然而，面对复杂声场和精密设备的挑战，提高空间分辨率显得尤为重要。传统的解决方案是增加测量点数，但这会增加测量难度和成本。因此，研究无需增加测量点数的分辨率增强方法对于NAH技术的实际应用具有重大价值。 国内外学者已经在这一领域进行了积极探索，如MR Bai提出的迭代winner滤波方法，以及MCHarris关于振速传感器在表面振动测量中的应用。这些研究为提高NAH系统性能提供了不同角度的解决方案，但本文提出的正交球面波插值方法以其独特的优势，为提升NAH的分辨率提供了一个新的途径。 这篇首发论文贡献了一种基于正交球面波插值的近场声全息分辨率增强技术，这种方法有望简化测量过程，同时提高噪声源识别的精度，对于复杂声场条件下的噪声控制和机械设备诊断具有重要的实践意义。